(57)【要約】【課題】汎用性を有し構造の簡素化を図ったスポット溶接ガンを提供する。【解決手段】スポット溶接ガン１に中間電極１０、３０と中間電極配置保持手段２０、４０を設け、圧痕の発生を許容できない箇所を溶接する場合には中間電極１０、３０を挟持位置に配置し、ガンアームとワークとの間に中間電極を介在させてスポット溶接を行い、ワークに圧痕が発生するのを防ぐ。一方、圧痕の存在を許容できる箇所を溶接する場合には中間電極１０、３０を待避位置に配置し、ガンアームとワークとの間から中間電極を待避させてスポット溶接を行い、強力な結合強度でワークを溶接する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ガンアームと第２ガンアームの少なくとも一方を移動させることにより前記第１ガンアームの先端に取り付けられた電極チップと第２ガンアームの先端に取り付けられた電極チップとでワークを挟持加圧してその挟持箇所にスポット溶接を行うスポット溶接ガンにおいて、
前記第１ガンアーム先端の電極チップと前記第２ガンアーム先端の電極チップとの間に介在させることによって前記ワークの挟持箇所に圧痕が発生するのを防止する中間電極と、
該中間電極を前記第１ガンアーム先端の電極チップと前記第２ガンアーム先端の電極チップとの間に介在させる挟持位置と、前記第１ガンアーム先端の電極チップと前記第２ガンアーム先端の電極チップとの間から退避させた待避位置とに選択的に配置保持する中間電極配置保持手段と、を有することを特徴とするスポット溶接ガン。
【請求項２】
前記中間電極配置保持手段は、
前記第１ガンアームに取り付けられるシリンダ部と、
該シリンダ部に伸長及び収縮可能に設けられ、先端に中間電極を保持するロッド部とを有し、
前記ロッド部の伸長及び収縮により前記中間電極を前記挟持位置と待避位置とに選択的に配置することを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接ガン。
【請求項３】
前記中間電極配置保持手段は、
前記第２ガンアームに取り付けられる胴体部と、
該胴体部に回動可能に設けられ、先端に中間電極を保持するアーム部とを有し、
前記アーム部の回動により前記中間電極を前記挟持位置と待機位置とに選択的に配置することを特徴とする請求項１または２に記載のスポット溶接ガン。
【請求項４】
前記中間電極配置保持手段は、
前記第２ガンアームに取り付けられるシリンダ部と、
該シリンダ部に伸長及び収縮可能に設けられるロッド部と、
該ロッド部の先端に取り付けられる胴体部と、
該胴体部に回動可能に設けられ、先端に中間電極を保持するアーム部とを有し、
前記ロッド部の伸長及び収縮と前記アーム部の回動により前記中間電極を前記挟持位置と待避位置とに選択的に配置することを特徴とする請求項１または２に記載のスポット溶接ガン。
【請求項５】
前記中間電極配置保持手段は、
前記中間電極を前記ワークと共に挟持させた際に、前記中間電極が前記ワークに沿って接面するように前記中間電極を揺動自在に保持していることを特徴とする請求項１または２に記載のスポット溶接ガン。
【請求項６】
前記中間電極配置保持手段は、
前記中間電極を前記ワークと共に挟持させた際に、前記中間電極が前記ワークに沿って接面するように前記中間電極を揺動自在に保持していることを特徴とする請求項３または４に記載のスポット溶接ガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接装置に関し、特にスポット溶接する際にワークと共に中間電極を挟持加圧することによって、スポット溶接によるワークへの圧痕の発生を防止するスポット溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車の車体の溶接組立工程においてドア廻りのフロントピラアウタ等のアウタパネルと補強部材であるリンホースメントとをスポット溶接する場合、アウタパネルの外表面にスポット溶接の圧痕が発生しないように、打点位置に中間電極を当てがい、中間電極をアウタパネルとリンホースメントと共に挟持してスポット溶接を行う方法が行われている。
【０００３】
中間電極は、アウタパネルなどのワークを保持する治具の一部としてスポット溶接の各打点位置に対応するように複数設けられ、各打点位置のワーク形状に合わせて取付位置がそれぞれ設定されている。
【０００４】
しかし、これらの中間電極はワークを保持する治具に設けられているため、スポット溶接を行う打点数と同じ数の中間電極と、これらの中間電極をそれぞれ保持する複数の中間電極用ブラケットが必要で、全ての中間電極を保持位置に保持させる作業やメンテナンス作業などが煩雑であった。
【０００５】
このような点に鑑み、従来より、スポット溶接ガンに一体に中間電極を備えたものが提案されている。図４は、従来のスポット溶接ガンの概略図である。スポット溶接ガン１０１は、図示していないロボットアームの先端に連結支持されており、スポット溶接ガン１０１のクレイドル１０２には、一対のガンアーム１０３がヒンジピン１０４により開閉自在に軸支され、ガンアーム１０３の先端には電極チップ１０５がそれぞれ装着されており、更にクレイドル１０２の先端に中間電極１０８が回転自在に支持されている。
【０００６】
そして、ガンアーム１０３がガン駆動部１０７の作動により開閉して電極チップ１０５の間にワークと共に中間電極１０８を挟持加圧してワークをスポット溶接するように構成されている。そして、中間電極１０８を回転させてワークに対向する面を切り換えることにより、ワークの形状に適合した面をワークに当接させることができるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−１９７５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術の場合、一対の電極チップ１０５の間に中間電極１０８が設けられているため、スポット溶接時には必ず中間電極１０８を使用しなければならない。したがって、中間電極１０８を必要としない部位のスポット溶接に、このスポット溶接ガン１０１を用いることはできず、中間電極１０８を備えていないスポット溶接ガンを別個に用意しなければならない。
【０００９】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、汎用性を有し構造の簡素化を図ったスポット溶接ガンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する請求項１に記載の発明によるスポット溶接ガンは、第１ガンアームと第２ガンアームの少なくとも一方を移動させることにより第１ガンアームの先端に取り付けられた電極チップと第２ガンアームの先端に取り付けられた電極チップとでワークを挟持加圧してその挟持箇所にスポット溶接を行うスポット溶接ガンにおいて、第１ガンアーム先端の電極チップと第２ガンアーム先端の電極チップとの間に介在させることによってワークの挟持箇所に圧痕が発生するのを防止する中間電極と、その中間電極を第１ガンアーム先端の電極チップと第２ガンアーム先端の電極チップとの間に介在させる挟持位置と、第１ガンアーム先端の電極チップと第２ガンアーム先端の電極チップとの間から退避させた待避位置とに選択的に配置保持する中間電極配置保持手段とを有する。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載のスポット溶接ガンにおいて、中間電極配置保持手段は、第１ガンアームに取り付けられるシリンダ部と、シリンダ部に伸長及び収縮可能に設けられ、先端に中間電極を保持するロッド部とを有し、ロッド部の伸長及び収縮により中間電極を挟持位置と待避位置とに選択的に配置することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のスポット溶接ガンにおいて、中間電極配置保持手段は、第２ガンアームに取り付けられる胴体部と、胴体部に回動可能に設けられ、先端に中間電極を保持するアーム部とを有し、アーム部の回動により中間電極を挟持位置と待機位置とに選択的に配置することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１または２に記載のスポット溶接ガンにおいて、中間電極配置保持手段は、第２ガンアームに取り付けられるシリンダ部と、シリンダ部に伸長及び収縮可能に設けられるロッド部と、ロッド部の先端に取り付けられる胴体部と、胴体部に回動可能に設けられ、先端に中間電極を保持するアーム部とを有し、ロッド部の伸長及び収縮とアーム部の回動により中間電極を挟持位置と待避位置とに選択的に配置することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１または２に記載のスポット溶接ガンにおいて、中間電極配置保持手段は、中間電極をワークと共に挟持させた際に、中間電極がワークに沿って接面するように中間電極を揺動自在に保持していることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項３または４に記載のスポット溶接ガンにおいて、中間電極配置保持手段は、中間電極をワークと共に挟持させた際に、中間電極がワークに沿って接面するように中間電極を揺動自在に保持していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によると、スポット溶接ガンは、中間電極と、その中間電極を挟持位置と待避位置とに選択的に配置保持させる中間電極配置保持手段とを有しているので、中間電極を使用するか否かを任意に選択することができる。したがって、圧痕の存在が望ましくない箇所を溶接する場合には、中間電極を挟持位置に配置することにより、第１ガンアームとワークとの間に中間電極を介在させてスポット溶接を行い、ワークの第１ガンアーム側に圧痕が発生するのを防ぐことができる。一方、圧痕の存在を許容できる箇所を溶接する場合には、中間電極を待避位置に配置することにより、第１ガンアームとワークとの間から中間電極を待避させてスポット溶接を行い、強力な結合強度でワークを溶接することができる。
【００１７】
請求項２の発明は、中間電極配置保持手段の一例を具体的に示したものであり、これによれば、中間電極配置保持手段は、シリンダ部とロッド部を有するシリンダ機構によって構成され、ロッド部をシリンダ部から伸長及び収縮させることによって中間電極を挟持位置と待避位置とに選択的に配置できる。
【００１８】
請求項３の発明は、中間電極配置保持手段の一例を具体的に示したものであり、これによれば、中間電極配置保持手段は、胴体部と、その胴体部に回動可能に設けられたアーム部とを有する回動機構によって構成され、胴体部に対してアーム部を回動させることによって中間電極を挟持位置と待避位置とに選択的に配置できる。
【００１９】
請求項４の発明は、中間電極配置保持手段の一例を具体的に示したものであり、これによれば、中間電極配置保持手段は、シリンダ部とロッド部を有するシリンダ機構と、ロッド部の先端に取り付けられる胴体部とその胴体部に回動可能に設けられたアーム部とを有する回動機構とによって構成されている。したがって、ロッド部をシリンダ部から伸長及び収縮させると共に、アーム部を胴体部に対して回動させることによって中間電極を挟持位置と待避位置とに選択的に配置できる。
【００２０】
請求項５の発明によると、中間電極が中間電極配置保持手段に揺動自在の保持されているので、中間電極をワークと共に挟持させた際に、中間電極をワークに沿って接面させることができる。したがって、挟持加圧箇所に通電し、スポット溶接することができる。
【００２１】
請求項６の発明によると、中間電極が中間電極配置保持手段に揺動自在の保持されているので、中間電極をワークと共に挟持させた際に、中間電極をワークに沿って接面させることができる。したがって、挟持加圧箇所に通電し、スポット溶接することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態におけるスポット溶接ガン１の全体構成を説明する概略図である。尚、便宜上、図１における右側を前方、左側を後方、上側を上方、下側を下方として説明する。
【００２４】
本実施の形態におけるスポット溶接ガン１は、図示していない溶接ロボットのロボットアーム先端に固定されるガン本体２と、ガン本体２に固定支持された固定ガンアーム３（第１ガンアーム）と、ガン本体２に移動可能に支持されガン駆動部４の作動により固定ガンアーム３の先端と接近及び離間する方向に移動される可動ガンアーム５（第２ガンアーム）とを有した、いわゆるＣ型アームのスポット溶接ガン１である。
【００２５】
固定ガンアーム３は、ガン本体２の下部に基端が固定され、その基端から後方に向かって所定長さだけ延出した後に下方に向かって延在し下端でガン本体２の前方に向かって折曲されて略水平方向に延在する略コ字形を有している。
【００２６】
可動ガンアーム５は、基端がガン本体２の前部に上下方向に移動可能に取り付けられており、基端から下方に向かって延在し、先端が固定ガンアーム３の先端の上方に位置する形状を有している。
【００２７】
これらの固定ガンアーム３と可動ガンアーム５の先端には電極チップを固定するためのシャンク６、７が設けられている。固定ガンアーム３に取り付けられるシャンク６は、基端が固定ガンアーム３の先端に固定され、前方に向かって略水平方向に延在し、前端で上方に向かって折曲された略Ｌ字形状を有しており、シャンク６の先端には、上方に向かって突出するように電極チップ（以下、固定側チップという）８が取り付けられている。
【００２８】
そして、可動ガンアーム５に取り付けられるシャンク７は、可動ガンアーム５の下端に基端が取り付けられ、下方に向かって一直線状に延在し、先端がシャンク７の上方位置でシャンク６の先端に対向する棒形状を有しており、シャンク７の先端には、固定側チップ８に対向するように電極チップ（可動側チップ）９が取り付けられている。
【００２９】
これらのシャンク６、７は、可動ガンアーム５の移動によって可動側チップ９を固定側チップ８に接近させて可動側チップ９と固定側チップ８との間でワークＷを挟持加圧すべく、可動側チップ９と固定側チップ８とを同一軸線上に配置するように構成されている。
【００３０】
スポット溶接ガン１の固定ガンアーム３には、固定側チップ８とワークＷとの間に介在させることによってワークＷの挟持箇所に挟持加圧による圧痕が発生するのを防ぐ中間電極１０と、その中間電極１０を保持し、固定側チップ８とワークＷとの間に介在させてワークＷと共に挟持可能な挟持位置と、挟持位置から待避させて固定側チップ８とワークＷとの間に介在させずワークＷと共に挟持させない待避位置とに選択的に配置可能なアクチュエータ（中間電極配置保持手段）２０が設けられている。
【００３１】
中間電極１０は、導電性を有する銅製金属材料によって比較的厚みのある立方体形状に形成されており、一方にワークＷの外表面に接面されるワーク当接面１１を有し、他方に固定側チップ８が当接されるチップ当接面１２を有している。
【００３２】
アクチュエータ２０は、圧縮空気の供給によって駆動されるシリンダ機構によって構成されており、固定ガンアーム３に取り付け固定されるシリンダ部２１と、そのシリンダ部２１からワークＷの挟持加圧方向に直交する方向に突出して伸長し、退避して収縮するロッド部２２を有している。そして、ロッド部２２の先端には、中間電極１０を揺動自在に支持する支持ブラケット２３が設けられている。
【００３３】
支持ブラケット２３は、中間電極１０の端部を所定範囲内で揺動自在に支持するものであり、ワークＷと共に挟持加圧された際に、中間電極１０のワーク当接面１１をワークＷの外表面に確実に接面させることができるように構成されている。本実施の形態では、中間電極１０に穿設された貫通孔１３に、その貫通孔１３の内径よりもひとまわり小さい外径の棒状部材１４を挿通して支持することにより、貫通孔１３と棒状部材１４との遊び分だけ、中間電極１０に揺動を与える構造を有している。
【００３４】
また、スポット溶接ガン１の可動ガンアーム５には、可動側チップ９とワークＷとの間に介在させることによってワークＷの挟持箇所に挟持加圧による圧痕が発生するのを防ぐ中間電極３０と、その中間電極３０を保持し、可動側チップ９とワークＷとの間に介在させてワークＷと共に挟持可能な挟持位置と、挟持位置から待避させて可動側チップ９とワークＷとの間に介在させずワークＷと共に挟持させない待避位置とに選択的に配置可能なアクチュエータ（中間電極配置保持手段）４０が設けられている。
【００３５】
中間電極３０は、固定ガンアーム３側のアクチュエータ２０に設けられた中間電極１０と同様の構成を有しており、一方にワークＷの外表面に接面されるワーク当接面３１を有し、他方に可動側チップ９が当接されるチップ当接面３２を有している。
【００３６】
アクチュエータ４０は、圧縮空気の供給によって駆動されるシリンダ機構４１と回動機構４４により構成されており、シリンダ機構４１は、可動ガンアーム５に取り付け固定されるシリンダ部４２と、そのシリンダ部４２からワークＷの挟持加圧方向に沿う方向に突出して伸長し、退避して収縮するロッド部４３を有している。回動機構４４は、ロッド部４３の先端に取り付けられる胴体部４５と、圧縮空気の供給によりロッド部４３の軸中心を回転中心として１８０度回動するアーム部４６を有している。そして、このアーム部４６の先端には、中間電極３０を揺動自在に支持する支持ブラケット４７が設けられている。
【００３７】
支持ブラケット４７は、中間電極３０の端部を所定範囲で揺動自在に支持するものであり、ワークＷと共に挟持加圧された際に、中間電極３０のワーク当接面３１をワークＷの外表面に確実に接面させることができるように構成されている。本実施の形態では、固定ガンアーム３側の支持ブラケット２３と同様の構成により、中間電極３０を揺動自在に支持する構造を有している。
【００３８】
次に、上記構成を有するスポット溶接ガン１によるスポット溶接方法について以下に説明する。
【００３９】
まず、スポット溶接による圧痕の発生を許容できる箇所にスポット溶接を行う場合、例えば、自動車のインナパネルＷ１とリンホースメントＷ２とをスポット溶接する場合には、図１に示すように、各中間電極１０、３０をそれぞれの待避位置に配置させる。そして、溶接ロボットを制御してスポット溶接ガン１を所定の打点位置に配置する。それから、ガン駆動部４により可動ガンアーム５を固定ガンアーム３に接近する方向に移動させて、可動側チップ９と固定側チップ８との間でワークＷを挟持加圧し、その挟持加圧箇所にスポット溶接を施す。これにより、圧痕の発生を許容できる箇所については、強力な結合強度でワークＷを溶接することができる。
【００４０】
一方、スポット溶接による圧痕の発生を許容できない箇所にスポット溶接を行う場合には、まず、アクチュエータ２０、４０の駆動により中間電極１０、３０を挟持位置に配置させる。そして、溶接ロボットを制御してスポット溶接ガン１を所定の打点位置に配置する。
【００４１】
図２は、スポット溶接による圧痕の発生を許容できない箇所にスポット溶接を行う場合の一例を示す図であり、図中で符号Ｗ１は自動車のアウタパネル、符号Ｗ２は、リンホースメントである。スポット溶接ガン１は、固定ガンアーム３がアウタパネルＷ１側に配置され、可動ガンアーム５がインナパネルＷ２側に配置される。そして、中間電極１０は、固定側チップ８とアウタパネルＷ１との間に介在され、ワーク当接面１１がアウタパネルＷ１に対向し、チップ当接面１２が固定側チップ８に対向する位置に配置される。
【００４２】
かかる位置状態でガン駆動部４により可動ガンアーム５を固定ガンアーム３に接近する方向に移動させて、固定側チップ８と可動側チップ９との間でワークＷを挟持加圧し、その挟持加圧箇所についてスポット溶接を施す。ここで、アウタパネルＷ１と固定側チップ８との間には中間電極１０が介在されているので、固定側チップ８による圧痕がアウタパネルＷ１の外表面に発生するのを防ぐことができる。
【００４３】
図３は、スポット溶接による圧痕の発生を許容できない箇所にスポット溶接を行う場合の他の例を示す図である。スポット溶接ガン１は、固定ガンアーム３がインナパネルＷ２側に配置され、可動ガンアーム５がアウタパネルＷ１側に配置される。そして、中間電極３０は、可動側チップ９とアウタパネルＷ１との間に介在され、ワーク当接面３１がアウタパネルＷ１に対向し、チップ当接面３２が可動側チップ９に対向する位置に配置される。
【００４４】
かかる位置状態でガン駆動部４により可動ガンアーム５を固定ガンアーム３に接近する方向に移動させて、固定側チップ８と可動側チップ９との間でワークＷを挟持加圧し、その挟持加圧箇所についてスポット溶接を施すと、アウタパネルＷ１と可動側チップ９との間には中間電極３０が介在されているので、可動側チップ９による圧痕がアウタパネルＷ１の外表面に発生するのを防ぐことができる。
【００４５】
したがって、図２に示すように固定ガンアーム３がアウタパネルＷ１側に配置された姿勢状態と、図３に示すように固定ガンアーム３がインナパネルＷ２側に配置された姿勢状態のいずれであっても、アウタパネルＷ１の外表面にスポット溶接による圧痕が発生するのを防ぐことができる。
【００４６】
以上述べたように、このスポット溶接ガン１によれば、中間電極１０、３０を使用するか否かを選択することによって、スポット溶接による圧痕の発生を許容できない箇所には、圧痕を発生させることなくスポット溶接ができ、圧痕の発生を許容できる箇所には、圧痕を有するスポット溶接を行うことができる。したがって、種々のスポット溶接に用いることができ、高い汎用性を得ることができる。
【００４７】
また、中間電極１０、３０を挟持位置と待避位置とに選択的に移動させるアクチュエータ２０、４０を設けることによって構成されるので簡単な構造で構成できる。そして、既存の設備に後付けで取り付けることができ、設備投資のコストを削減できる。
【００４８】
更に、中間電極１０、３０の端部を支持ブラケット２３、４３に所定範囲で揺動自在に支持させているので、ワークＷと共に挟持加圧させた場合に、中間電極１０、３０のワーク当接面１１、３１をワークＷの外表面に確実に接面させることができ、挟持加圧箇所に適切なスポット溶接を施すことができる。
【００４９】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、固定ガンアーム３を第１ガンアームとし、可動ガンアーム５を第２ガンアームとして説明したが、固定ガンアーム３を第２ガンアームとし、可動ガンアーム５を第１ガンアームとしてもよい。また、固定ガンアーム３と可動ガンアーム５を有するＣ型アームを備えたスポット溶接ガンの場合を例に説明したが、一対の可動ガンアーム５を有するＸ型アームを備えたスポット溶接ガンに用いてもよい。また、固定ガンアーム３と可動ガンアーム５の両方にアクチュエータを設けた場合を例に説明したが、いずれか一方のガンアームのみに設けてもよく、また、ガン本体２に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】スポット溶接ガンの全体構成を説明する概略図である。
【図２】スポット溶接による圧痕の発生を許容できない箇所にスポット溶接を行う場合の一例を示す図である。
【図３】スポット溶接による圧痕の発生を許容できない箇所にスポット溶接を行う場合の一例を示す図である。
【図４】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  スポット溶接ガン
２  ガン本体
３  固定ガンアーム
４  ガン駆動部
５  可動ガンアーム
６、７  シャンク
８  電極チップ（固定側チップ）
９  電極チップ（可動側チップ）
１０  中間電極
１１  ワーク当接面
１２  チップ当接面
１３  貫通孔
１４  棒状部材
２０  アクチュエータ
２１  シリンダ部
２２  ロッド部
２３  支持ブラケット
３０  中間電極
３１  ワーク当接面
３２  チップ当接面
３３  貫通孔
３４  棒状部材
４０  アクチュエータ
４１  シリンダ機構
４２  シリンダ部
４３  ロッド部
４４  回動機構
４５  胴体部
４６  アーム部
４７  支持ブラケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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